Космический телескоп James Webb впервые изучил внутреннее строение экзопланеты

С помощью телескопа James Webb астрономы изучают внутреннее строение планеты WASP-107 b. Оказалось, что этот рыхлый мир имеет неожиданно плотное ядро. Также был определен химический состав атмосферы этого мира.

James Webb исследовал внутреннее строение планеты
James Webb исследовал внутреннее строение планеты. Источник: Roberto Molar Candanosa/Johns Hopkins University

James Webb исследовал тяжелое ядро экзопланеты

Удивительно низкое количество метана и сверхбольшое ядро скрываются внутри похожей на сахарную вату планеты WASP-107 b. Эти открытия, сделанные на основе данных, полученных космическим телескопом James Webb, знаменуют собой первые измерения массы ядра экзопланеты и, вероятно, станут основой для будущих исследований атмосфер и внутреннего строения экзопланет, что является ключевым аспектом в поиске пригодных для жизни миров за пределами Солнечной системы.

«Заглянуть внутрь планеты, находящейся за сотни световых лет от нас, кажется почти невозможным, но когда вы знаете массу, радиус, состав атмосферы и температуру ее недр, у вас есть все необходимые данные, чтобы составить представление о том, что находится внутри и насколько тяжелым является ядро», — сказал ведущий автор исследования Дэвид Синг, заслуженный профессор Блумберга по наукам о Земле и планетах в Университете Джона Хопкинса.

Исследование, опубликованное в журнале Nature, показывает, что планета WASP-107 b имеет в тысячу раз меньше метана, чем ожидалось, и ядро в 12 раз массивнее земного. Мир, окутанный палящей атмосферой, пушистой, как хлопок, вращается вокруг звезды на расстоянии около 200 световых лет. Он имеет размер Юпитера, но только десятую часть его массы.

Хотя на планете есть метан — строительный материал для жизни на Земле, — она не считается пригодной для жизни из-за ее близости к материнской звезде и отсутствия твердой поверхности. Однако газовый гигант может содержать важные подсказки о поздних этапах планетарной эволюции.

Химический состав планеты WASP-107 b

В отдельном исследовании другие ученые также обнаружили метан с помощью телескопа James Webb и сделали похожие выводы о размере и плотности планеты.

Новые измерения метана свидетельствуют о том, что его молекулы превращаются в другие соединения, когда поднимаются вверх из недр планеты, взаимодействуя со смесью других химических веществ и звездным светом в верхних слоях атмосферы. Команда также измерила содержание диоксида серы, водяного пара, углекислого газа и монооксида углерода и обнаружила, что WASP-107 b содержит больше тяжелых элементов, чем Уран и Нептун.

Синг утверждает, что химический профиль планеты начинает раскрывать ключевые фрагменты головоломки о том, как планетарные атмосферы ведут себя в экстремальных условиях. В следующем году его команда проведет подобные наблюдения с помощью телескопа James Webb еще на 25 планетах.

Избыточное тепло внутри планеты

По словам Зафара Рустамкулова, докторанта по планетологии Университета Джонса Хопкинса, который был одним из руководителей исследования, необычно большой радиус планеты является следствием наличия источника тепла внутри нее. Соединив модели физики атмосферы и недр с данными James Webb о WASP-107 b, команда выяснила, как термодинамика планеты влияет на ее наблюдаемую атмосферу.

Рустамкулов отмечает, что новые находки также демонстрируют самую четкую связь, которую ученые смогли установить между внутренними частями экзопланеты и верхними слоями ее атмосферы. В прошлом году телескоп James Webb обнаружил диоксид серы на расстоянии около 700 световых лет на другой экзопланете под названием WASP-39, что стало первым доказательством наличия атмосферного соединения, созданного в результате реакций под действием звездного света.

Команда Джона Хопкинса сейчас сосредотачивается на том, что может поддерживать ядро планеты горячим, и ожидает, что здесь действуют силы, подобные тем, что вызывают приливы и отливы в океанах Земли. Они планируют проверить, растягивает и притягивает ли планету ее звезда и как это может объяснить высокую температуру ядра.

По материалам phys.org

Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!

Присоединяйтесь: https://t. me/ustmagazine

Телескоп James Webb разгадывает тайну рождения Крабовидной туманности
Начало конца: Hubble сфотографировал молекулярное облако
Астронавты увидели полет Starliner на фоне полярного сияния
Случайная находка подтвердила одну из древних теорий ранней Вселенной
Ученые открыли землеподобную планету на расстоянии 55 световых лет от нас
Телескоп Chandra будет искать жизнь возле ближайших к нам звезд
Возвращение Starliner на Землю задерживается еще на четыре дня
Новый трюк для старого телескопа: Hubble возобновил научные наблюдения
В обломке скалы найден материал из протопланетного диска времен формирования Солнечной системы
Каждый из нас — центр Вселенной: парадокс расширения космоса